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1、1 10t/h 链条炉烟气脱硝项目设计方案林明环保科技有限公司二一六年八月五日2 目 录一、概 述二、治理分析三、设计依据四、有关技术参数及供货范围五、烟气脱硝部分六、 10T/H 锅炉脱硝整套系统组成七、土建八、环保达标九、交货期十、质量及售后服务十一、工程投资预算注：脱硝年总耗费用附于每项说明之后3 一、概 况现有锅炉如下： 10t/h 链条锅炉 1 台。需对尾气需要进行脱硝治理，经我方技术人员对贵公司提供及现场测试的相关数据分析结合锅炉房现状决定：采用SNCR脱硝法脱硝系统工艺，确保锅炉烟气的排放标准达到 GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准。污染物项目 燃煤锅炉限值 污染物排
2、放监控位置氮氧化物 200 预热器出口烟道烟气黑度（林格曼黑度，级） 1 烟囱排放口三、设计依据（一） 、业主提供的相关参数要求资料；1、燃料元素分析与低位热值锅炉燃用的主要煤种为自产煤（ 80%以上） ，有关煤种设计煤质见表 1。表 1 煤质设计资料（由业主提供）序号 名 称 单 位 设计煤种1 收到基碳 Car % 2 收到基氢 Har % 3 收到基氧 Oar % 4 收到基氮 Nar % 5 收到基全硫 Sar % 6 收到基灰分 A ar % 7 收到基水分 M ar % 8 可燃基挥发份 V daf % 9 低位热值 Qnet.arkcal/kg KJ/kg 2、锅炉资料2.1 链
3、条炉参数：设备名称：链条锅炉产品型号： SHFX10-1.25-LI 1 台锅炉本体阻力：约 1500Pa（含本体、省煤器、空气预热器）4 2.2 引风机参数：表 2 引风机参数 表 3 电动机参数2.3 烟囱高度：约 50m 砖混结构。3、烟气资料表 4 烟气温度（热力计算值，由锅厂家提供）部件 /名称 烟气进口温度， 烟气出口温度， 烟气流速， m/s 凝渣管烟室 A 对流 A 烟室 E 对流 B 烟室 F 省煤 A 空预 A 注： 此烟气温度为锅炉满负荷运行的最佳温度。表 5 烟气参数内 容 单 位 数 值 备 注烟气量台 m3/h 10t/h 链条炉： 30000 烟气温度 110 1
4、50 除尘器后（空气预热器后）烟气湿度 % 6.5% 烟气含氧量 % 9-17% 锅炉引风机 引风机电机动机5 锅炉出口 NO x 含量 mg/Nm3 680 锅炉负荷 50%时4、环保设计排放要求锅炉大气污染物排放标准 （ GB13271-2014）重点地区锅炉执行的大气污染特别排放限值要求：燃煤锅炉 NOx 200mg/m3。5、环保工艺要求5.1 脱硝脱硝采用 SNCR 法 ，以 20%氨水为还原剂。外购 20%氨水溶液，将氨水存储在氨罐内， 经过计量输送模块送至计量分配模块， 在进入计量分配模块前与稀释水混合稀释为 12%氨水稀释液。 由于炉膛温度较低， 需尽量避免氨逃逸， 脱硝系统氨
5、逃逸浓度控制在 8ppm 以下。氨逃逸可能会造成后续脱硫废水中氨氮和 COD 值上升。由于厂内污水处理系统为原多管除尘器冲灰使用 （现改为干灰外排） ， 原湿灰池改为处理脱硫废水，故脱硫废水直接循环使用， 少量高含量废水及灰浆， 采用专用泵喷淋干灰加湿渣场的干灰。（二） 、有关标准与规范GB13271 2014锅炉大气污染物排放标准GB3095 1996环境空气质量标准GB12348 90工业企业厂界噪声标准GBZ1 2002工业企业设计卫生标准GB16297 1996大气污染物综合排放标准GB699 88优质碳素结构钢技术条件GB50054 95低压配电设计规范（三） 、设计原则（ 1）烟气
6、脱硝系统布置满足整体工艺布置要求；（ 2）确保脱硝系统工作时不影响锅炉的正常运行；（ 3）设备使用寿命长、操作维护简单，布置紧凑、占地面积小；（ 4）工艺先进、结构合理、操作简单；6 （ 5） 经济合理 （在满足系统各项指标的前提下， 一次性投资和运行费用低） ；（ 6）成熟可靠（运行可靠性高，技术成熟） ；（ 7）尽最大化按现有工艺改造，利用现有设施，无大型拆、建工程，适合业主的具体情况，节约投资。四、有关设计技术参数及供货范围4.1 技术参数4.1.1 烟气处理量根据相关资料和贵公司提供的实测工况烟气处理量为： 10t/h 链条炉烟气量： 30000m3/h 。4.1.2 燃煤锅炉 SNC
7、R脱硝系统参数1、烟气脱硝采用 SNCR法，使用 20%氨水作为还原剂。2、 锅炉名称：链条锅炉，锅炉型号： SHFX10-1.25-LI ，锅炉本体阻力：约 1500Pa（含本体、省煤器、空气预热器） 。3、单炉烟气量： 30000m3/h 。4、年运行时间 : 根据业主需要。5、还原剂喷头安装位置： （温度窗选择点）部件 /名称 烟气进口温度， 烟气出口温度， 烟气流速， m/s 凝渣管 884 846 12.1 烟室 A 846 814.1 0 对流 A 814.1 564 9.5 注：如达不到以上的温度窗，则脱硝效率会成倍的降低，所以本参数尤为重要。4.2 供货范围（ 1）工程的设计范
8、围：根据业主提供的工艺要求设计脱硝、除尘、脱硫设备主机设计、连接管路设计、电气控制设计、土建设计载荷资料（业主施工）等全套系统主机、接口、管道、电控设计、制造、安装、调试全套服务；（ 2） 工程的供货范围： 锅炉脱硝系统 20%氨水 10m3储罐一只、 计量输送系统一套、输送管道一套、混合喷氨模块、喷枪一套等的全套设计及供货；所有土建部分由供方提供载荷资料。7 （ 3）工程的设计、制造、运输、安装、调试等均由供方负责；(4) 新建一套压缩空气系统。供改造脱硝、除尘、脱硫系统使用。五、脱硝系统设计描述5.1 脱硝系统设计脱硝效果的主要影响因素SNCR 方法主要使用含氮的药剂在温度区域 850 1
9、100 C 喷入含 NO的燃烧产物中，发生还原反应，脱除 NO，生成氮气和水，煤粉炉 SNCR过程还原 NOx的概念图；循环流化床锅炉 SNCR见概念图。由于在一定温度范围，有氧气的情况下，氮剂对 NOx的还原，在所有其他的化学反应中占主导，表现出选择性，因此称之为选择性非催化还原。 SNCR在工业小试中可以达到 90以上的 NO脱除率。SNCR 应用在小型锅炉上，选择短期示范期间能达到 65的脱硝效率，长期现场应用能达到 30 60的 NOx脱除率。在大型的锅炉（大于 24t/t 锅炉）上运行，由于温度、喷氨点选择、氨、氮混合的限制，脱硝率小于 50。煤粉炉 SNCR过程还原 NOx机理8
10、SNCR过程还原 NOx机理SNCR 相对 SCR的初投资低，停炉安装期短，原理简单，硬件工艺成熟。在SNCR 技术设计和应用中，影响脱硝效果的主要因素包括：a) 温度范围；b) 合适的温度范围内可以停留的时间；c) 反应剂和烟气混合的程度；d) 未控制的 NOx浓度水平；e) 喷入的反应剂与未控制的 NOx的摩尔比 NSR；f) 气氛（氧量、一氧化碳浓度）的影响；g) 氮剂类型和状态；1.3.1 温度范围的选择SNCR还原 NO的反应对于温度条件非常敏感，温度窗口的选择是 SNCR还原 NO效率高低的关键， NOx残留浓度与反应温度的关系曲线见下图： NOx残留浓度与反应温度的关系曲线 。温
11、度窗口取决于烟气组成、烟气速度梯度、炉型结构等系统参数。温度窗口差别很大，下限最低有 427，上限最高达 1150，最佳温度差别也很大。一般理想的温度范围为 700 1000， 温度高， 还原剂被氧化成 NOx， 烟气中的 NOx含量不减少反而增加；温度低，反应不充分，造成还原剂流失，对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。 由于炉内的温度分布受到负荷、 煤种等多种因素的影响， 温度窗口随着锅炉负荷的变化而变动。 根据锅炉特性和运行， 最佳的温度窗口通常出现在折焰角附近的屏式过、 再热器处及水平烟道的末级过、 再热器所在的区域。喷 化 学 氮 剂9 添加剂可以使 NH3/NO反应的温度窗口向
12、低温方向移动见下图： 氨中 CH4添加量对温度窗口的影响 。 添加剂包括氢气， 引入的氢气变成 OH使得温度窗口朝低温方向移动；过氧化氢；一氧化碳；碳氢化合物如甲烷、甲醇、乙醇、苯酚；钠盐如 NaOH、 HCOONa、 CH3COONa、 NaNO3、 Na2CO3。NOx残留浓度与反应温度的关系曲线 氨中 CH4添加量对温度窗口的影响1.3.2 合适的停留时间停留时间对 SNCR脱硝率的影响还原剂必须和 NOx在合适的温度区域内有足够的停留时间， 这样才能保证烟气中的 NOx还原率。 还原剂在最佳温度窗口的停留时间越长， 则脱除 NOx的效果越好。 NH3的停留时间超过 1s 则可以出现最佳
13、 NOx脱除率。 12%氨水需要 0.3s-0.4s的停留时间以达到有效的脱除 NOx的效果。见上图： 停留时间对 SNCR脱硝率的影响 。1.3.3 还原剂氮氧化物残留浓度/ppm温 度 （ ）氮氧化物还原率温 度 （ ）温 度 (F)氮氧化物还原率10 用于 SNCR脱硝工艺中常使用的还原剂有 20%氨水或液氨。 若还原剂使用液氨，则优点是脱硝系统储罐容积可以较小，还原剂价格也最便宜；缺点是氨气有毒、可燃、 可爆， 储存的安全防护要求高， 需要经相关消防安全部门审批才能大量储存、使用；另外，输送管道也需特别处理；需要配合能量很高的输送气体才能取得一定的穿透效果，一般应用在尺寸较大的锅炉和焚
14、烧炉。若还原剂使用氨水，氨水有恶臭，挥发性和腐蚀性强，有一定的操作安全要求，但储存、处理比液氨简单；由于含有大量的稀释水，储存、输送系统比氨系统要复杂；喷射刚性，穿透能力比氨气喷射好，但挥发性仍然比 12%氨水溶液大，应用在墙式喷射器的时候仍然难以深入到大型炉膛的深部，因此一般应用在中型锅炉上，但在 CFB锅炉上多使用氨水作为还原剂； 若还原剂使用 12%氨水， 12%氨水不易燃烧和爆炸， 无色无味，运输、储存、使用比较简单安全；挥发性比氨水小，在炉膛中的穿透性好；效果相对较好，脱硝效率高，适合于小型锅炉设备的 SNCR脱硝工艺。从： 不同温度下 12%氨水和氨对 NOx还原率的影响图中 ，
15、可以看出不同温度下12%氨水和氨对 NOx还原率的影响，温度区间位于 730 950之间时，选用氨作还原剂的脱硝效率要高于选用 12%氨水的脱硝率。当反应区域温度在 950以上时， 12%氨水的脱硝效率则可以保持在氨脱硝系统之上。所以在 CFB锅炉的 SNCR系统，如果不是出于安全考虑，一般采用氨系统。但是在煤粉炉高温炉膛喷射，选择 12%氨水更为有利。液氨是易燃易爆有毒的化学危险品，氨水挥发性强且输运不便；氨水的处理较液氨简单， 12%氨水不易燃烧和爆炸，无色无味，运输、储存、使用比较简单安全，因此在煤粉锅炉的 SNCR技术中多选择 12%氨水作为还原剂。不同温度下 12%氨水和氨对 NOx
16、还原率的影响11 1.3.4 适当的 NH3/NO摩尔比 NSR 根据化学反应方程， NH3/NOx摩尔比应该为 1，但实际上都要比 1大才能达到较理想的 NOx还原率，已有的运行经验显示， NH3/NO摩尔比一般控制在 1.0 2.0之间，超过 2.5 对 NOx还原率已无大的影响， NH3/NO摩尔比过大，虽然有利于 NOx还原率增大， 但氨逃逸加大又会造成新的问题， 同时还增加了运行费用。 但是如何更有效地控制 NH3的泄漏，仍然有待于更进一步的研究。随着氨水喷入量的增加， 氨水与烟气的混合情况有所好转， 因此在高 NH3/NO摩尔比值情况下取得了好的效果。在实际应用中考虑到 NH3的泄漏问题，应选尽可能小的 NH3/NO摩尔比值，同时为了保证 NO还原率，要求必须采取措施强化氨水与烟气的混合过程。NH 3/NO摩尔比 NSR对 NOx
